Linux文件系统探秘1

在文件系统看来，一块硬盘由多个分区组成，每一个分区则由一个引导块、一个超级块和若干扇区组组成，每个扇区组则由一个超级块的引用、inode、data block、inode位图和data block位图组成。

inode中保存了文件的metadata，包括权限、修改时间以及data block等信息，但是不包括文件名——文件名保存在父目录的data block中。这时就有两个疑问：

第一，inode大小是固定的(256bytes)，而data block则会有很多个，如果文件系统保证所有的data block都是连续的话，那么在inode中只需要保存起始和长度，但是我们知道这样太浪费空间了，文件系统无法保证所有的data block都是前后连续的，那么inode中如何保存所有data block信息呢？

第二，如果文件名保存在上级目录的data block中，那么要找到一个文件，需要访问一次上级目录的inode和data block，这时候需要两次磁头移动。如果文件层次过深的话，那么查找一个文件的代价还是蛮大的，文件系统有什么优化吗？

通过向达人Haifeng请教，得到如下答案：

第一，inode中只直接保存少量的data block信息，更多的data block信息通过额外的data block来保存，类似于二级索引的机制。

第二，文件名查找确实比较费时，文件系统在内存中会对文件名字空间建立一个cache，这个cache与文件数据的cache一样，会占用空闲内存，且为了保证命中率，这个cache中的数据很少被清理出去。另外据说对不存在的文件路径，如果有人open了的话，就算open系统调用返回失败，文件名字空间的cache中也还是会加入这个文件的信息，这样一来，如果你不断打开一些不存在的文件，也可以耗光系统内存。